一、定义
用来进行事务回滚操作所需要的文件。
二、作用
- 对事务进行回滚操作
- MVCC控制,当用户读取一行记录时，若该记录已经被其他事务占用，当前事务可以通过undo读取之前的行版本信息，以此实现一致性非锁定读取。
三、存放位置
在共享表空间内的undo log段。
四、注意
- undo是逻辑日志，因此只是将数据库逻辑地恢复到原来的样子。所有修改都被逻辑地取消了，但是数据结构和页本身在回滚之后可能大不相同。
- undo log会产生redo log，也就是undo log的产生会伴随着redo log的产生，这是因为undo log也需要持久性的保护。
五、undo存储管理
InnoDB存储引擎对undo的管理同样采用段的方式。但是这个段和之前介绍的段有所不同。首先InnoDB存储引擎有rollback segment，每个回滚段种记录了1024个undo log segment，而在每个undo log segment段中进行undo页的申请。
需要特别注意的是，事务在undo log segment分配页并写入undo log的这个过程同样需要写入重做日志。当事务提交时，InnoDB存储引擎会做以下两件事情：
- 将undo log放入列表中，以供之后的purge操作
- 判断undo log所在的页是否可以重用，若可以分配给下个事务使用
事务提交后并不能马上删除undo log及undo log所在的页。这是因为可能还有其他事务需要通过undo log来得到行记录之前的版本。故事务提交时将undo log放入一个链表中，是否可以最终删除undo log及undo log所在页由purge线程来判断。
1. undo 设置
mysql> show variables like 'innodb_undo%';
+--------------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+--------------------------+-------+
| innodb_undo_directory | ./ |
| innodb_undo_log_truncate | OFF |
| innodb_undo_logs | 128 |
| innodb_undo_tablespaces | 0 |
+--------------------------+-------+mysql> show variables like 'datadir%';
+---------------+-----------------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-----------------+
| datadir | /var/lib/mysql/ |
+---------------+-----------------+
- innodb_undo_directory:用于设置rollback segment文件所在的路径。这意味着rollback segment可以存放在共享表空间以外的位置，即可以设置为独立表空间。
- innodb_undo_logs:用来设置rollback segment的个数，默认值为128。
- innodb_undo_tablespaces:用来设置构成rollback segment文件的数量，这样rollback segment可以较为平均地分布在多个文件中。
六、undo重用
若为每一个事务分配一个单独的undo页会非常浪费存储空间，特别是对于OLTP的应用类型。因为在事务提交时，可能并不能马上释放页。假设某应用的删除和更新操作的TPS（transaction per second）为1000，为每个事务分配一个undo页，那么一分钟就需要1000*60个页，大约需要的存储空间为1GB。若每秒的purge页的数量为20，这样的设计对磁盘空间有着相当高的要求。因此，在InnoDB存储引擎的设计中对undo页可以进行重用。
当事务提交时，首先将undo log放入链表中，然后判断undo页的使用空间是否小于3/4，若是则表示该undo页可以被重用，之后新的undo log记录在当前undo log的后面。
//查看undo log 数量
mysql> SHOW ENGINE INNODB STATUS;
......
------------
TRANSACTIONS
------------
Trx id counter 13090
Purge done for trx's n:o < 13087 undo n:o < 0 state: running but idle
History list length 49
LIST OF TRANSACTIONS FOR EACH SESSION:
---TRANSACTION 421304033991416, not started
0 lock struct(s), heap size 1136, 0 row lock(s)
---TRANSACTION 421304033990496, not started
0 lock struct(s), heap size 1136, 0 row lock(s)
--------
.....
History list length 49 表示undo log 数量
七、undo log 格式
1. undo log 分类
在InnoDB存储引擎中，undo log分为：
- insert undo log: 是指在insert操作中产生的undo log。因为insert操作的记录，只对事务本身可见，对其他事务不可见（这是事务隔离性的要求），故该undo log可以在事务提交后直接删除。不需要进行purge操作。
- update undo log：记录的是对delete和update操作产生的undo log。该undo log可能需要提供MVCC机制，因此不能在事务提交时就进行删除。提交时放入undo log链表，等待purge线程进行最后的删除。
八、undo log 回收
1. 回收机制
总的来说:InnoDB存储引擎这种通过purge线程先从history list中找undo log，然后再从undo page中找undo log。
在执行purge的过程中，InnoDB存储引擎首先从history list中找到第一个需要被清理的记录，这里为trx1，清理之后InnoDB存储引擎会在trx1的undo log所在的页中继续寻找是否存在可以被清理的记录，这里会找到事务trx3，接着找到trx5，但是发现trx5被其他事务所引用而不能清理，故去再次去history list中查找，发现这时最尾端的记录为trx2，接着找到trx2所在的页，然后依次再把事务trx6、trx4的记录进行清理。由于undo page2中所有的页都被清理了，因此该undo page可以被重用。
2. 优点
避免大量的随机读取操作，从而提高purge的效率。
3. 回收相关设置
//每次purge操作需要清理的undo page数量
mysql> show variables like 'innodb_purge_batch_size';
+-------------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+-------------------------+-------+
| innodb_purge_batch_size | 300 |
+-------------------------+-------+//用来控制history list的长度，若长度大于该参数时，其会“延缓”DML的操作。该参数默认值为0，表示不对history list做任何限制。
mysql> show variables like 'innodb_max_purge_lag';
+----------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+----------------------+-------+
| innodb_max_purge_lag | 0 |
+----------------------+-------+//当innodb_max_purge_lag 大于0时，就会延缓DML的操作，其延缓的算法为：delay=（（length(history_list)-innodb_max_purge_lag）*10)-5
//来控制delay的最大毫秒数。也就是当上述计算得到的delay值大于该参数时，将delay设置为innodb_max_purge_lag_delay，避免由于purge操作缓慢导致其他SQL线程出现无限制的等待。
mysql> show variables like 'innodb_max_purge_lag_delay';
+----------------------------+-------+
| Variable_name | Value |
+----------------------------+-------+
| innodb_max_purge_lag_delay | 0 |
+----------------------------+-------+